Une nouvelle étude menée par le Massachusetts Institute of Technology révèle qu’un groupe de neurones du striatum encode des informations sur les résultats possibles de différentes décisions. L’étude a été publiée dans la revue Nature Communications.
Un groupe de neurones dans le cerveau devient particulièrement actif lorsqu’un comportement conduit à un résultat différent de celui attendu, ce qui, selon les chercheurs, aide le cerveau à s’adapter aux conditions changeantes. a déclaré Bernard Bloom, un ex. Postdoc MIT et l’un des principaux auteurs de la nouvelle étude.
La déficience dans ce type de prise de décision est une caractéristique de nombreux troubles neuropsychiatriques, en particulier l’anxiété et la dépression. Les nouvelles découvertes suggèrent que de légères perturbations de l’activité de ces neurones striataux peuvent inciter le cerveau à prendre des décisions impulsives ou à être paralysé par l’indécision, ont déclaré les chercheurs. On sait que le striatum, situé profondément dans le cerveau, joue un rôle majeur dans la prise de décisions nécessitant une évaluation des résultats d’une action particulière. Dans cette étude, les chercheurs ont voulu en savoir plus sur la base neurale de la façon dont le cerveau prend des décisions coûts-avantages, car le comportement peut avoir un mélange de résultats positifs et négatifs.
Pour étudier ce type de prise de décision, les chercheurs ont entraîné des souris à faire tourner une roue à gauche ou à droite. A chaque tour, ils obtiendront une combinaison d’un bonus (eau sucrée) et d’un résultat négatif (une petite bouffée d’air). Pendant que les souris effectuaient la tâche, elles apprenaient à maximiser la livraison de récompenses et à réduire la livraison de bouffées d’air. Cependant, au cours de centaines d’expériences, les chercheurs ont souvent modifié les chances d’obtenir la récompense ou la bouffée d’air, de sorte que les souris devaient modifier leur comportement.
Lorsque les souris ont appris à faire ces modifications, les chercheurs ont enregistré l’activité des neurones du striatum. Ils s’attendaient à trouver une activité neuronale qui reflète des actions qui sont bonnes et qui devraient être répétées, ou mauvaises et qui devraient être évitées. Alors que certains neurones l’ont fait, les chercheurs ont également découvert, à leur grande surprise, que de nombreux neurones encodaient des détails sur la relation entre les actions et les deux types de résultats. Les chercheurs ont découvert que ces neurones réagissent plus fortement lorsque le comportement conduit à un résultat inattendu, c’est-à-dire lorsque faire tourner la roue dans un sens conduit au résultat opposé comme lors des expériences précédentes. Ces « indices d’erreur » de récompense et de punition semblent aider le cerveau à détecter quand il est temps de changer de tactique.
La plupart des neurones qui codent ces signaux d’erreur se trouvent dans les stéréosomes – des groupes de neurones trouvés dans le striatum. Des travaux antérieurs ont montré que les stéréosomes envoient des informations à de nombreuses autres parties du cerveau, y compris les zones productrices de dopamine et les zones impliquées dans la planification des mouvements. « Il semble que le staphylocoque suit principalement les résultats réels », a déclaré Bloom.
« La décision d’agir ou non, qui nécessite essentiellement l’intégration de multiples résultats, a probablement lieu quelque part dans le cerveau », a-t-il ajouté. Les résultats peuvent être pertinents non seulement pour les souris qui apprennent une tâche, mais aussi pour les nombreuses décisions que les gens doivent prendre chaque jour lorsqu’ils évaluent les risques et les avantages de chaque choix. Manger un grand bol de crème glacée après le dîner provoque une satiété instantanée, mais cela peut contribuer à la prise de poids ou à une mauvaise santé. Décider de manger des carottes à la place vous fera vous sentir en meilleure santé, mais vous manquerez de savourer de délicieux repas.
« Du point de vue de la valeur, ces choses peuvent être considérées comme tout aussi bonnes », a déclaré Bloom. « Ce que nous avons découvert, c’est que le planificateur sait aussi pourquoi ils sont bons, et ils savent quels sont les avantages et les coûts de chacun. D’une certaine manière, l’activité reflète beaucoup plus le résultat potentiel que la probabilité que vous sont de le choisir. »
Ce type de prise de décision complexe est souvent altéré chez les personnes atteintes de divers troubles neuropsychiatriques, notamment l’anxiété, la dépression, la schizophrénie, le trouble obsessionnel-compulsif et le trouble de stress post-traumatique. La toxicomanie peut également entraîner une altération du jugement et de l’impulsivité. « Vous pouvez imaginer que si les choses étaient configurées de cette façon, il ne serait pas trop difficile de confondre ce qui est bien avec ce qui est mal, car il y a des neurones qui se déclenchent lorsque le résultat est bon et se déclenchent également lorsque le résultat est mauvais », a déclaré Anne Grebiel, professeur au Massachusetts Institute of Technology.
« Notre capacité à transformer nos mouvements ou nos pensées en ce que nous appelons une manière naturelle dépend de ces distinctions, et si elles sont déformées, c’est un vrai problème », a-t-elle ajouté. Les nouvelles découvertes suggèrent que la thérapie comportementale qui cible l’étape à laquelle les informations sur les résultats possibles sont encodées dans le cerveau peut aider les personnes atteintes de ces troubles, ont déclaré les chercheurs. (Ani)
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